磨加工主动测量仪中的信号点到尺寸判定研究
磨加工主动测量仪中的信号点到尺寸判定研究
贾英锋，郑鹏，张琳娜
（郑州大学机械工程学院，河南郑州450001）
来稿日期：2018-02-06
基金项目：河南省基础与前沿技术研究计划项目（142300410081）；河南省产学研合作项目（142107000014）
作者简介：贾英锋，（1992-），男，河南平顶山人，硕士研究生，主要研究方向：精密工程、数字化仪器与技术；
郑鹏，（1976-），男，河南驻马店人，博士研究生，副教授，主要研究方向：传感检测技术、GPS 及其应用技术
1 引言
随着现代制造业的发展，人们对精密零器件加工过程的控
制与检测的高精度、智能化要求越来越高。磨加工主动测量仪是
一种能够实时检测工件尺寸[1-4]。通过测量值与设定信号点值的比
较判断，对机床发出动作指令进而控制磨削加工进程的仪器。广
泛应用于自动、半自动磨床，如图1所示。主动测量可以实现不停
机测量，极大降低工人劳动强度和提高自动化程度。同时，也可有
效提高产品质量的一致性，降低废品率[5]。
磨削加工过程中，为了在保证工件表面质量的前提下提高
加工效率，一般采用“粗磨—精磨—光磨”的三级加工模式，如图
2所示，或者“粗磨—精磨—半精磨—光磨”四级加工模式。工件测头砂轮架测量装置数控磨床控制系统主动量仪图1磨加工主动量仪工作示意图Fig.1Schematic Diagram of Grinding Active Measuring Instrument 图中：P 1、P 2、P 3、P 4—主动测量控制器信号设定点；S 1—S 2—粗磨阶段；S 2—S 3—精磨阶段；S 3—S 4—光磨阶段。当主动测量仪测头测得值（滤波后平均值）到达信号点预设值时，控制机床砂轮的进给与否、进给速度等动作。P 4点—加工到尺寸信号点，当磨削加工至测头测得值为P 4点信号值时，砂轮退出，磨削进程结束。
摘要：针对磨加工主动测量仪信号点到尺寸时的工件尺寸与信号点预设值存在偏差的问题，通过对信号点到尺寸时测量值偏差来源的分析，确定了影响信号点到尺寸判定产生偏差的主要原因是由于工件圆度误差的存在；并在此基础上提出了基于圆度误差的信号点到尺寸判定方法和平均处理法到尺寸判定方法。通过实验证明了磨加工主动测量仪信号点到尺寸判定偏差主要是由于圆度误差的存在而引起；基于圆度误差的修正方法和平均处理的修正方法使到尺寸判定偏差绝对值最大不超过0.5μm ，有效减弱了圆度误差对信号点到尺寸判定的影响，证明了基于圆度误差和平均处理法的信号点到尺寸判定的合理性和可行性。
关键词：磨加工；主动测量仪；到尺寸判定；圆度误差；平均处理
中图分类号：TH16；TH-39文献标识码：A 文章编号：1001-3997（2018）07-0045-03
Study on the Signal Point to Size of the Active Measuring Instrument for Grinding
JIA Ying-feng ，ZHENG Peng ，ZHANG Lin-na
（College of Mechanical Engineering ，Zhengzhou University ，He ’nan Zhengzhou 450001，China ）
Abstract ：In view of the problem of the deviation between the workpiece size in the determination of the dimension of the active measuring instrument for grinding and the signal point preset value ，by analyzing the source of error in the determination of the dimension ，obtain that the main reason for the deviation of size in the determination of the dimension is the existence of roundness error of workpiece.On the basis of the above ，a method based on roundness error and average processing is proposed to determine the dimension.The experiment proves that the error in the determination of the dimension of grinding active measuring instrument is caused by the error of roundness ；The correction method based on roundness error the average processing correction method make the absolute value of the deviation of size in the determination of the dimension of the maximum does not exceed 0.5μm ，has effectively reduced the influence of roundness error on the size determination ，and proved the rationality and feasibility of the size determination based on roundness error and average processing.
Key Words ：Grinding Process ；Active Measuring Instrument ；Size Determination ；Roundness Error ；Average Processing Machinery Design ＆Manufacture 机械设计与制造第7期
2018年7月45
万方数据